专利名称：一种激光测距仪的单闸道光阀结构的制作方法
技术领域：
一种激光测距仪的单闸道光阀结构技术领域[0001]本实用新型涉及一种激光测距仪的单闸道光阀结构，尤其涉及一种可以消除系统误差，提高仪器测量精度与可靠性的光机结构，并兼具节省制造时间及成本的设计。
背景技术：
[0002]常用的激光测距仪为使用激光光源发送调制光到目标上，由该目标物来反射激光信号至一个激光接收器。激光测距仪计算发送调变信号与接收调变信号两者之间的相位差，间接测量激光在仪器与目标之间所经历的时间差，再乘以光速即可获得距离值。由于手持产品的体积大小的限制，常见的激光光源一般都采用半导体激光光源，半导体激光光源可用电流直接驱动，将电流信号转变成光信号。由于转换效率的问题，在工作过程中会器件发热，导致半导体激光的工作点发生偏移。表现为器件反应时间的变化，则最终表现为测量距离变化。而常见的激光接收器则为具有光电转换效应的器件，如光电二极管，或崩溃光电二极管(avalanche photo diode简称APD)，尤其以崩溃光电二极管具有较好的灵敏度为佳。但崩溃光电二极管正常工作需要比较高的反向偏置电压。而且随工作温度的变化，崩溃光电二极管的增益也会随之发生变化，表现为反应时间的变化，最终也会导致测量距离的波动。[0003]为了能更好地消除上述器件的温漂以及器件老化导致的系统误差，一般激光测距都设置有一个校准闸道。在发射端结合有一双闸道光阀，(所谓双闸道光阀是指，利用马达旋转或电磁阀或线圈等动作组件结合叶片，可以分别遮蔽发射闸道和校准闸道)发射闸道一般与接收间道平行，而校准间道与接收间道垂直或形成一定的角度。通过双间道光阀的动作，激光可分别由发射间道或者校准间道到达接收器件。[0004]由于激光从发射闸道与校准闸道到达接收器件所经历所有的电子原器件均相同， 唯一不同的是闸道所对应的距离。而且从发射闸道到校准闸道的切换只需要几十毫秒的时间，在这短暂的时间内，可以认为器件的性能基本保持一致。因此，由两者差，可以消除系统内部任何器件所产生的误差。[0005]虽然采用双闸道光阀可以很容易消除系统温漂和器件老化等因素的影响。但要双闸道光阀实现稳定可靠地进行切换，即当选择发射闸道时，校准闸道被遮蔽；当选择校准闸道的时候，发射闸道会被遮蔽。能实现发射闸道与校准闸道二选一转换的结构，但其却有下述缺点[0006]当双闸道光阀切换置发射闸道或是校准闸道时，必须保持状态的稳定。目前一般的双闸道光阀都是采用马达或电磁阀以及线圈等来带动一与其连接的叶片来实现闸道地切换，此方式可以很快地使叶片达到所设定的位置。然而当仪器被置于不同方位或在使用者手上晃动时，如何使叶片还能保持该位置不变，却是比较困难的。针对此问题，目前以现有的方式采用弹簧、涡杆、齿轮以及永久磁铁吸附等方式来实现叶片在到达指定位置之后锁定。但实现起来其结构均比较复杂，且组装工时比较长。其所耗费的设计成本与制造时间相当高昂，不符经济成本。[0007]有鉴于上述缺点，可知现有测距仪的双闸道光阀仍有不实用之处，有必要加以研发更易实现的结构方式，而获得准确测距结果，并兼具节省制造时间及成本的光结构。实用新型内容[0008]本实用新型所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种激光测距仪的单闸道光阀结构(所谓单闸道光阀，仅对发射闸道进行开启或关闭， 有别于双闸道光阀既要对发射闸道进行开启或关闭同时也要对校准闸道进行开启或关闭。 此单闸道光阀在开启时，激光经过发射闸道射向被测物件，当其关闭时，激光直接射到其闭合的叶片上，形成漫反射，此漫反射光经过校准间道进入光接收器)，在校准间道的设计上进行优化，从而只需要遮蔽发射闸道，即可采用单闸道的光闸加以实现。因其不需要在两种闸道之间进行切换，其可改善现有的双闸道光阀叶片到达指定位置不能锁定的功能不良， 致使光感件接受到的激光不是唯一，形成干扰，而影响相位值的计算，且过于耗费制造时间及成本的缺陷。[0009]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是[0010]一种激光测距仪的单闸道光阀结构，包括一容置壳体及一机板，其中[0011]该容置壳体内设有相互并行的一发射间道及一接收间道，该发射间道上设单闸道光阀，且容置壳体上设有一连通发射间道与接收间道的校准间道，校准间道设有光纤或导光棒，以及机板设于容置壳体一端与发射间道、接收间道对应；[0012]借此，机板可发送激光光线由发射闸道经单闸道光阀组件射向目标物，再由目标物反射光线由接收闸道进入接收器，并由机板计算距离值。校准闸道相对于入射光的角度具有一定的限制，且此角度还可以根据需要进行调整。校准闸道的设计主要是可防止单闸道光阀在开启的时候，散射到光阀边缘的激光由参考间道进入感光组件(也可以对出射的激光光斑进行整形，消除边缘多余的杂散光)。导致感光组件接受到激光光线不是唯一，从而导致机板运算实际距离产生误差。当光阀关闭时，校准闸道可引导经单闸道光阀组件反射的激光成为可信赖的内参考光。[0013]本实用新型的有益效果是，本实用新型可以消除系统误差，提高仪器测量精度与可靠性，节省制造时间及成本。
[0014]
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。[0015]图1是本实用新型容置壳体立体外观示意图。[0016]图2是本实用新型容置壳体与机板组设示意图。[0017]图3是本实用新型剖面示意图。[0018]图4是本实用新型简视图。[0019]图5、图6是本实用新型第二实施例示意图。[0020]图7、图8是本实用新型第三实施例示意图。[0021]图中标号说明[0022]1容置壳体 11发射闸道 111单闸道光阀组件[0023]12接收闸道 13校准闸道 2机板具体实施方式
[0024]本实用新型是有关于一种激光测距仪的单闸道光阀结构，请参阅图1至图4所示， 其是本实用新型的主实施例，包括一容置壳体1及一机板2，其中[0025]该容置壳体1内设有相互并行的一发射闸道11及一接收闸道12，该发射闸道11 上设一单闸道光阀组件111，如图2、图3所示，该发射闸道11及接收闸道12贯设容置壳体 1，并相互呈并行状(本实施例该发射闸道11为斜向形，然其亦可采用光纤实施为S形或不规则形)，且发射闸道11中段处设该单闸道光阀组件111，以及机板2设于容置壳体1 一端与发射闸道11、接收闸道12对应，因此机板2可发射激光光线打向单闸道光阀组件111经发射间道11射往物件(机板2有连接激光二极管以发射激光，单间道光阀组件111可设定开启、关闭状态以供激光通过或遮挡，然该些组件及原理属现有，故不再赘述激光的相关装置及发射原理)；[0026]该容置壳体1上设有一连通发射闸道11与接收闸道12的校准闸道13，校准闸道设有光纤或导光棒，如图2、图3所示，该校准闸道13斜向设置于容置壳体1内，并衔接发射闸道11与接收闸道12，且该接收闸道可设置为消光结构、光纤及其它具有导光功能的组件，借此机板2可发送激光光线由发射闸道11经单闸道光阀组件111射向目标物(激光光线会先打至单闸道光阀组件111反射由校准闸道13传输予机板2运算内参考光所建立的参考距离运算值)，再由目标物反射光线由接收闸道12进入，并由机板2计算距离值，而校准闸道13可防止激光光线由单间道光阀组件111在开启时，激光边缘的杂散光反射回机板 2而误为运算，同时单闸道光阀组件关闭时，可由该校准闸道13引导经单闸道光阀组件111 反射的激光成为可信赖的内参考光传输至机板2感应，并可减少外界杂闪光经过接收闸道 12影响机板2的运算结果(激光经物件返回至接收闸道12时，校准闸道13的独特设计会阻挡外界的杂散光，因此只有唯一的经被测物件反射激光被机板2所感应，据以获得精确的运算值)，故本实用新型在进行距离量测时，外界的杂散光受到校准闸道13的限制而不易由单闸道光阀组件111反射回机板2造成误算，且激光由物件反射进入接收闸道12时，校准闸道13可阻挡杂发射间道中的杂散光，避免杂散光被机板2接收而计算错误的距离值， 因此，校准闸道的设计非常重要，实现方式主要有以下途径1、直接在校准闸道内设计消光螺纹来阻止杂散光的进入；2、采用具有导光功能的导光结构来实现；3、采用对入射光角度具有严格限制的光纤来达成。通过测量校准闸道距离，与测量物体距离的差，可以消除系统温漂，以及仪器内部各种器件老化导致的测量误差，从而提高仪器的测量精度与可靠性。[0027]图5、图6为本实用新型第二实施例，该单闸道光阀组件111实施为枢摆启闭的型态，图7、图8为本实用新型第三实施例，该单闸道光阀组件111实施为快门启闭型态。
权利要求1. 一种激光测距仪的单间道光阀结构，其特征在于，包括一容置壳体及一机板，其中 该容置壳体内设有相互并行的一发射间道及一接收间道，该发射间道上设一单间道光阀组件，且容置壳体上设有一连通发射间道与接收间道的校准间道，校准间道设有光纤或导光棒，以及机板设于容置壳体一端与发射间道、接收间道对应。
专利摘要一种激光测距仪的单闸道光阀结构，包括一容置壳体及一机板，容置壳体内设有相互并行的一发射闸道及一接收闸道，发射闸道上设一单闸道光阀组件，容置壳体上设有一连通发射闸道与接收闸道的校准闸道，校准闸道设有光纤或导光棒，以及机板设于容置壳体一端与发射闸道、接收闸道对应；借此，机板可发送激光光线由发射闸道经单闸道光阀射向目标物，再由目标物反射光线由接收闸道进入，并由机板计算距离值，校准闸道可防止单闸道光阀在开启的时候，散射到光阀边缘的激光由校准闸道进入感光组件。本实用新型可以消除系统误差，提高仪器测量精度与可靠性，节省制造时间及成本。
文档编号G01S17/48GK202256666SQ20112033337
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者李能焯 申请人:仲阳企业有限公司